钢管:介绍

钢管的历史、生产和使用

修复斗兽场时使用的钢管脚手架
钢管是钢铁工业中使用最多的bwin体育,几乎在任何地方都能找到,甚至在罗马的圆形大剧场也能找到, 在一个修复项目的脚手架上.

钢管是由钢制成的圆柱形管,在制造业和基础设施中有许多用途. 它们是钢铁工业生产的利用率最高的bwin体育. 管道的主要用途是在地下输送液体或气体(包括石油), 气体, 和水. 然而,不同尺寸的管道在整个制造和施工中使用. 一个常见的家庭制造例子是运行冰箱冷却系统的窄钢管. 建筑使用管道供暖和管道. 结构可以用不同尺寸的钢管建造, 如扶手, 自行车架, 或管道护柱.

威廉默多克 被认为是钢管的先驱. 1815年,他将火枪桶连接在一起,以支持煤灯的燃烧系统. 默多克利用他的创新管道系统将煤气输送到伦敦街头的路灯上.

自1800年代以来, 钢管技术已有了很大的进步, 包括改进制造方法, 开发用于它们的应用程序, 建立规范认证的法规和标准.

钢管堆放
钢管可以是无缝的,也可以是焊接的,有各种尺寸和长度.

钢管是怎么制造的?

从熔化原材料到成型或焊接, 这种无处不在的建筑材料是通过两个主要过程创造出来的:

将原钢转换成更有用的形式

这两种工艺都必须从制造优质钢材开始. 原钢是由铸造厂生产的 通过在熔炉中熔化原料的过程. 使构图完全正确, 元素可以添加到熔化的金属中, 和杂质去除. 产生的钢水被倒入铸模中制造钢锭,或者被转移到连铸机中制造板坯, 坯料, 和华. 管道由两种bwin体育制成:平板或钢坯.

钢坯堆积
将实心钢坯加热, 拉伸, 穿过中心成为无缝钢管.

钢管制造中的钢板和钢骨

钢骨架由加热到2200华氏度的平板制成. 热使表面形成水垢, 哪些必须通过除垢器和高压清洗去除. 一旦清理干净,钢板就被热轧成又薄又窄的钢板,称为钢骨. Skelp用硫酸腌制(表面清洗), 用水冲洗,卷到大的线轴上,作为制管的原料. 管坯的宽度决定了所能制成的管子的直径.

Skelp从线轴上解开, 加热, 并通过有槽的轧辊轧制, 是什么使骨胳的边缘向上弯曲. 这一过程产生了一个圆柱形的管,其中的两个边缘已经被弯曲,以形成一个长圆柱体. 焊接工艺将边缘连接在一起并密封管道.

  • 在一个 连续焊接操作, 焊接滚轮将管道的边缘压入彼此,形成一个锻造焊缝,这是由于已经应用到钢骨的热量. 焊接过程中不添加金属, 并且最终的轧辊将管道的直径和壁厚减小到规定的规格.
  • 电阻焊接的过程与连续焊接相似, 除了管坯是冷轧成管形. 电流由旋转的铜盘供给到管道边缘, 哪个加热边缘到焊接温度. 焊接滚轮连接管道边缘,以创建一个锻造焊缝.
  • 螺旋焊和双埋弧焊采用更传统的焊接技术,并添加焊接材料形成粘结.

无缝管用钢坯

钢坯是直接从连铸机中生产出来的长方形钢坯,或由轧制和拉伸铸锭制成的二次bwin体育. 这些钢坯可以用来制造 无缝钢管在一些应用中,由于没有焊接线,这是更安全的.

实心钢坯必须在极端温度下加热,变成白热但不能熔化. 机器滚动它们,使它们变成圆柱体. 同时还热, 一个子弹形的穿孔机是用来使中空的中心根据它的尺寸规则. 为了使管道符合要求的规格,需要进行一系列的铣削操作.

完成步骤

管子可以通过矫直机作为最后的工艺步骤,然后在末端安装接头. 小口径管道通常装有螺纹接头, 但大口径管道通常安装法兰,焊接到管道的末端. 测量机检查成品管的尺寸, 并在管子的侧面印上详细信息以进行质量控制.

质量控制

质量控制步骤包括使用x光机检查管道缺陷,特别是焊缝. 另一种技术是通过注水来测试管道的压力, 然后在一定时间内对其施加压力,在其投入使用之前暴露任何可能导致灾难性故障的缺陷.

如何使用钢管?

管道被用于结构、运输和制造. 它们的大小是根据外径而定的, 内径随壁厚的变化而变化. 一些应用需要比其他应用更厚的管壁,这取决于管道必须管理的力量.

结构使用

结构用途是常见的建筑和施工. 在这些行业中,建筑材料通常被称为钢管.

焊工在钢管上工作
钢管, 又称钢管, 为地基提供额外的强度,广泛应用于建筑工程.
建筑桩

钢管为地基提供强度的过程称为 打桩. 在这些应用中,在打地基之前,先将管打入地下深处. 它为地面上不安全的高层建筑或建筑提供了稳定性.

有两种基本类型 桩基础:

  • 端承桩 底部是否位于一层特别坚固的土壤或岩石上. 建筑物的荷载通过桩传递到坚固层上.
  • 摩擦桩 通过摩擦,将建筑的荷载通过桩的整个高度转移到土壤上. 桩的整个表面有助于把力传递到土壤上.

 

脚手架由钢管制成
脚手架杆是由钢管制成的,可以让建筑工人进入建筑中无法触及的区域.
脚手架杆

脚手架杆是由连接在笼子里的钢管制成的,允许建筑工人进入高于地面的区域.

生产使用

护栏采用钢管
钢管被用来建造护栏,以保护骑自行车的人和行人.
栏杆

护栏也由钢管制成, 为楼梯和阳台创造美观的安全功能.

不同尺寸的钢管护柱排列在一起
钢管护柱保护行人和基础设施免受车辆碰撞.
护柱

安全护柱 是否用于封锁一个区域,以保护人员、建筑物或基础设施.

一系列弯曲的不锈钢户外自行车架固定了一辆色彩鲜艳的自行车
不锈钢管是一个很好的选择户外现场陈设,因为它既耐腐蚀,又坚韧.
自行车架

许多 商业的自行车架 是由弯曲钢管形成的吗. 钢坚硬的材料特性使它不受小偷的侵害.

运输使用

钢管最常见的用途是运输bwin体育,因为这种材料非常适合长期安装. 由于其耐久性和抗破坏,可以埋在地下.

低压应用不要求管道具有高强度,因为他们不暴露在重大的应力. 狭窄的壁厚使得制造成本更低. 更专业的应用,如石油和天然气行业使用的管道,要求更严格的规格. 被运输bwin体育的危险性质, 以及可能会增加的压力, 要求高强度,因此壁厚较高. 这通常会带来更高的成本. 质量控制是这些应用的关键.

电厂外输送管道
钢管被用来运输石油等bwin体育, 气体, 和水, 并适合长期安装.

钢管是如何规定的?

这些材料的指定方式可能会引起混淆, 这对管道的准确特性意味着什么. 的 美国材料试验学会(ASTM) 随着 美国机械工程师学会(ASME)美国石油学会(API) 在北美,管道规范最常被引用的组织是什么.

规格可以分为三个主要类别:

公称管道尺寸

管道通径引用为“公称通径”或NPS. 的 origin of the NPS numbers for smaller pipes (< NPS 12) is different to the origin for larger diameter pipes. 然而,所有特定NPS编号的管道具有相同的外径或外径(OD)。. 内径取决于金属的壁厚. 这样做的原因是,相同的结构支撑可以用于特定NPS编号的所有管道,而不考虑壁厚.

日程安排

钢管的日程安排 是一种描述管道壁厚的方法吗. 这是一个关键参数,因为它直接关系到管道的强度和特定应用的适用性. 管程表是无因次数,是根据壁厚设计公式计算的, 给定设计压力和许用应力.

时间表编号示例如下:5 .单击“确定”, 5S, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 性病, XS, 和xxs,最常见的是40和80. 随着进度表数的增加,管壁厚度增加. 因此,管道的进度表编号定义了内径, 因为OD值由NPS编号确定.

管重量

管道的重量可以根据NPS来计算, 它定义了外径, 和安排, 壁厚的定义是什么. 该公式采用钢的理论重量为40.8磅每平方英尺每1英寸的厚度来确定常数.

W = 10.6xt (OD - t)

地点:

            重量(磅/英尺)
            外径
             t =厚度

下表来自 工程的工具箱 给出了不同NPS管道外径、壁厚和重量的测量结果. 计划40和计划80测量都显示出来.

安排40
80年计划
名义上的
直径
直径
公称厚度
重量
直径
公称厚度
重量
管的大小
(in)
(in)
(in)
(in)
(in)
(in)

内部
磅/英尺
内部
磅/英尺

1/8

0.405

0.270

0.070

0.240

0.220

0.100

0.310

1/4

0.540

0.360

0.090

0.420

0.300

0.120

0.540

3/8

0.675

0.490

0.090

0.570

0.420

0.130

0.740

1/2

0.840

0.620

0.110

0.850

0.550

0.150

1.000

3/4

1.050

0.820

0.110

1.130

0.740

0.150

1.470

1

1.315

1.050

0.130

1.680

0.960

0.180

2.170

1-1/4

1.660

1.380

0.140

2.270

1.280

0.190

3.000

1-1/2

1.900

1.610

0.150

2.720

1.500

0.200

3.650

2

2.375

2.070

0.150

3.650

1.940

0.220

5.020

2-1/2

2.875

2.470

0.200

5.790

2.320

0.280

7.660

3

3.500

3.070

0.220

7.580

2.900

0.300

10.300

3-1/2

4.000

3.550

0.230

9.110

3.360

0.320

12.500

4

4.500

4.030

0.240

10.790

3.830

0.340

14.900

5

5.563

5.050

0.260

14.610

4.810

0.380

20.800

6

6.625

6.070

0.280

18.970

5.760

0.430

28.600

8

8.625

7.980

0.320

28.550

7.630

0.500

43.400

10

10.750

10.020

0.370

40.480

9.560

0.590

64.400

12

12.750

11.940

0.410

53.600

11.380

0.690

88.600

14

14.000

13.130

0.440

63.000

12.500

0.750

107.000

16

16.000

15.000

0.500

78.000

14.310

0.840

137.000

18

18.000

16.880

0.560

105.000

16.130

0.940

171.000

20

20.000

18.810

0.590

123.000

17.940

1.030

209.000

24

24.000

22.630

0.690

171.000

21.560

1.220

297.000

根据ASTM A53 -管的标准规范, 钢, 黑色和热浸镀, 镀锌的, 焊接和无缝.

认证

制造商的问题 材料测试报告, 或轧机测试报告, 验证bwin体育符合化学分析和机械性能规范. MTR将包含bwin体育的所有相关数据,并将伴随bwin体育的整个生命周期.

以下是可以在MTR上记录的典型参数:

  • 化学成分,包括碳含量、合金和硫
  • 材料尺寸、重量、标识和等级
  • 物料热数,即接回加工批次
  • 机械性能,如抗拉强度,屈服强度和延伸率

对于钢柱,引用的最常见的规格是ASTM A53和ASTM A500.

信实铸造厂如何使用钢管?

铸造供应的依赖 管护柱 它们是由钢管制成的. 护柱是垂直管道长度,安装在地面上以保护人们, 建筑, 周围的基础设施也不受车辆碰撞的影响.

钢管护柱必须符合安全规范,以确保它们足够强大,以抵抗车辆碰撞的冲击. 附表40和附表80的钢材可用于制造钢管护柱,这取决于应用情况.

钢管护柱通常用不锈钢、塑料或其他金属覆盖 装饰盖 美观,保护钢管免受腐蚀.

装饰塑料系柱套
钢管护柱可以用不锈钢覆盖, 塑料, 或其它金属装饰外壳,具有美观和防腐作用.